宇宙中最快的光速,在什么情况可以超越? 光速是宇宙中最快的速度,能不能超越光速?

作者&投稿:贡辰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

我们生活的宇宙中,有一些必须遵守的物理法则。爱因斯坦的相对论,规定了一个全新的法则——存在质量的物体,都无法到达光速。

然而宇宙的尺度过于浩瀚,即使人类可以到达光速,想到横穿银河系也需要10万年时间,因此人类想要真正探测宇宙,必须规避掉爱因斯坦的光速限制,找到超越光速进行太空旅行的方式。虫洞理论和翘曲驱动器,都是超越光速的一种方式,主要方法是通过改变空间,让目的地之间的距离缩短,类似“抄近路”。

而在实验室中,科学家也让粒子的速度超越了光速,并且发现了契伦科夫辐射现象。

光在真空环境中,才能达到最快速度?

光具有波粒二象性,光是电磁波,光的行为也像一个粒子,由于光的波粒二象性,光在真空中的传递速度最快,因为没有任何可以阻挡光的限制因素存在,但是当光穿过介质时,无论是穿过磁场还是物体,都会对光的速度产生阻力。

就像我们最熟悉的棱镜实验,白光在真空环境下,各种波长的光都以相同的速度前进,但是当白光进入穿过棱镜,棱镜就会根据波长的不同,对各种光进行不同程度的折射,进而出现各种颜色的光。波长较长的光(红光)频率较低,波长较短的光(蓝光)频率较高,光速也就是频率乘以波长。

然而在棱镜实验中,科学家注意到,红光的传播速度明显比蓝光更慢,蓝光在介质中具有更多能量。

介质可以让光出现减速作用,这让科学家找到了超越光速的方法。

宇宙中的大多数粒子都带有质量,按照相对论,这些粒子都无法到达光速,而宇宙中的无质量粒子,光速就是其本身的特征。为了证实相对论,科学家在粒子加速器中对单个粒子进行了加速,对粒子施加巨大的能量,让这些粒子在真空环境中快速运动。

然而无论科学家为粒子施加多少能量,粒子的速度永远都只能到达光速的99.999%,继续施加能量,也只能让这个数据后面的“9”更多,永远无法到达100%光速,更准确的说——永远无法在真空环境下到达光速。

如果粒子不在真空环境中加速,而是通过介质和光速对比,那么粒子的速度可以超越光速吗?

粒子在穿越介质时,可以超越光速?

当光穿过介质时,电磁场以及物体特性都会对光速产生影响,并且这些影响是立刻生效,光速会立刻改变传播速度,因此光的速度,很大程度取决于传播介质的特性。

但是粒子和光并不相同,当粒子穿越介质时,不会立刻发生动量变化,因为粒子本身的速度接近光速,携带有大量的能量,介质的影响力在短时间内可以忽略不计,就像我们拿着一块磁铁,很难对一辆飞速行驶的火车产生直接影响。想要改变粒子的运动状态,往往需要发生撞击等直接相互作用,才能产生明显改变。

光在进入介质的瞬间,就会发生减速,而粒子进入介质后,会以几乎相同的速度继续运动,在这个瞬间,粒子的速度可以超过光速,并且已经在实验室得到证实,并且粒子在介质中的速度超越光速时,会产生蓝色的荧光——契伦科夫辐射。

契伦科夫辐射最初被认为是巨大的能量激活了实验介质,进而产生的荧光反应,但科学家很快发现,这种蓝色的光并非荧光反应,而是一种全新的现象。

当粒子的移动速度非常快时,粒子往往会处于带电状态,粒子穿过介质时,直接和介质的粒子产生碰撞的可能性较低,但带电粒子会对介质的粒子产生影响——同极相斥、异极相吸。这些变化只在粒子穿过的时间里出现,当粒子穿过介质,这些粒子会重新回到基础状态,在这个过程中发生的跃迁现象,就是契伦科夫辐射产生的原因。

契伦科夫辐射是非常重要的物理现象。利用契伦科夫辐射,科学家可以制造一个巨大的介质,接收来自宇宙的高能粒子,从而检测在宇宙穿梭的各种粒子,并且判断粒子的能量和方向。为了避免介质本身的产生干扰,所有的介质都需要使用非常纯净的特殊液体,这些液体没有放射性,不会产生高能粒子,确保所有数据都在自宇宙粒子。


契伦科夫辐射证明了光速并非不可超越,该辐射是一种以短波为主的电磁辐射,在该现象发现之处,很多物理学家会直接用肉眼观察这种辐射,随着辐射安全培训的出现,这个过程已经被终止,物理学家可以利用科学仪器直接检测到契伦科夫辐射。

科学家在介质中超越光速,得到了契伦科夫辐射这一丰厚的回报,虽然该实验并非超越宇宙最快速度,但依旧是一次突出的科学成就。如果未来人类真的可以超越真空光速,那么人类科学将进入到全新的领域,那时候的人类,或许就可以掌握时间和空间,甚至到达更高维度的世界。

总结:

真空中的光速,是宇宙中已知的最快速度。超越光速的唯一方法,就是利用介质减慢光速,虽然是通过“作弊”的方式超越光速,但契伦科夫辐射的发现,让我们获得了更多关于宇宙粒子的信息,也证明了光速并非无法超越。

虫洞理论以及翘曲驱动器理论,虽然可以超越光速,但是两者目前都无法实现,虫洞理论需要巨大的引力折叠空间,创造出来的虫洞也很难维持稳定,是超越四维时空的理论产物,目前尚未发现人造或天然形成的虫洞;翘曲驱动器则是压缩空间,这需要巨大的“负能量”,而“负能量”也是理论产物。

或许虫洞和翘曲驱动器都可以在未来实现,但是迄今为止,契伦科夫辐射的出现,依旧是超越光速的唯一实践者。



光速在经典物理学中,是最快的速度,其运行较短的距离,可以认为不需要时间。但随着物理学的发展,人们发现,光速并不是最快的速度。
量子力学中,量子纠缠,几乎同时发生在宇宙中相距遥远的任意两个量子之间。可见量子传递信息的速度远远超过了光速。

当研究出速度更快的火箭装置的时候,可能就会超越最快的光速,陨石降落的速度也可能会超越光速。

在它停止不动的时候可以超越,人们对这个最快的光束进行了研究,对光速很感兴趣。

在黑洞的时候是可以超越的,黑洞的吸力可以将光也吸走,已经超越了光速。

宇宙中的哪一些速度是可以超越光速的?~

还认为宇宙中光速最快?醒醒吧,还有这几种速度远超光速

可以,随着科技的发展,当人们可以掌握光这种物质之后,可以加以利用,一定能超过光速的。

光速 物理问题啊
答:巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看宇“宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,...

科学家用天文望球远镜观察宁宙’比如说这次观到的地行星它是离地这么...
答:相同的,有些距离几亿光年的行星,人类观测到的就是几亿年前的情况。就像刚刚发现的 开普勒什么星 (地球2.0) 如果有像人类一样等级的生命的话他们如果能观测到地球,看到的最多就是1400 年前的事。除非他们的科技过于强,就像网上流传的信息流说。至于人看东西和光速比肯定是光速快,因为信息在人...

关于宇宙
答:脱离了物质 空间就什么都不是,就本身意味着"什么都没有" 而宇宙是有界无限的 其中的界是指我们观测到的150亿光年内的所有物质, 宇宙中的极限速度光速是最快的,不可超越的速度,所以宇宙大爆炸开始一直到今天,最快的光也只跑出去了150亿光年那么远,其他有质量的物质肯定要小于这个数字,爆炸所能影响的最远范围也...

宇宙到底有多大?
答:上世纪20年代,天文学家哈勃发现了遥远星系退行的现象,从而正式揭开宇宙膨胀的面纱,在大量观测数据的支持下,哈勃定律被提出,这个定律简单来讲,就是离我们越远的星系,其退行的速率越快。并且值得注意的是,哈勃定律并没有违背宇宙学原理,因此,哈勃定律适用于宇宙中任意地点,也就是你在宇宙的各个...

八年级上册物理学习好方法以及各课的提纲要点,谢谢大家
答:3.光速:C=3.0×108m/S=3.0×105km/S与声速相反,光在真空中传播的速度最快。 二二二二、、、光的反射光的反射光的反射光的反射 1.反射定律:三线同面,法线居中,两角相等。即:反射光线。入射光线和法线在同一平面上;反射光线、入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角。 2.在光的反射现象中,光路是可逆的。

...但现代科技已能探索到140亿光年的星系,那么,宇宙是以光速扩张...
答:在大爆炸早起阶段,宇宙的扩展速度要远远大过光速,所以宇宙诞生只有约140亿年,但科学家估算宇宙现在的直径可能在1500亿光年。在大爆炸数十万年后,宇宙的温度有所下降,能量分散到更广阔的空间,宇宙自身扩张速度也开始减慢,直至现在的水平。当然因为宇宙诞生只有不到140亿年,我们现在观测到的最远...

一直有加速度最后能否超越光速
答:不能,当然不能,当物质一直加速达到一定速度时,物质的质量便发生了改变,既不能再有牛顿第二定律考虑物体一直加速运动下去,另外根据爱因斯坦的狭义相对论光速是自然界速度的极限,不会有什么能超越光速

人类想要穿越星际时空需要具备哪些条件?
答:宙那么大,为什么不去看看呢?因为去不了,人类还远远没有达到那样的科技水平。要进入宇宙,必须具备三个基本条件。1、光速飞行器研制成功 对光速飞行器的要求是:1)速度能够达到光速(按宇宙最大速度);2)可以随时、快速变速,即可以从零速快速转换到光速,也可以快速从光速转换为低速、零速;3)...

宇宙大爆炸迅速膨胀,数以亿计的天体正以超光速远离,是真的吗?
答:在宇宙大爆炸之后,我们的宇宙就一直处于不断膨胀的过程中,并且膨胀速度超越了光速。哈勃红移。1929年,美国天文学家哈勃发现“所有的星系都在彼此互相远离,而且星系的距离与红移大致呈现出一个线性关系,即离得越远,速度越快”,对这种现象的合理解释为宇宙在膨胀。而这种线性关系为V=H0&...

当超越光速时 世界会怎样?
答:超过光速的30O倍 王利军(音)不是运动员,他的记录是发现了世界上速度最快的物体他和其在新泽西州普林斯顿的 NEC研究所的同事测出激光脉冲在 充满铯气体的容器中的速度似乎已 达到令人吃惊的1000亿米每秒。是公 认的真空光速的300倍 这项试验成了全球报纸重要新闻、 因其似乎违反了一条公认的定律——...